재미있는 사고 실험을 하나 해보자: 만약 당신의 기억이 뉴런 사이의 물리적 연결에 저장되어 있고, 그 연결들이 우주적인 먼지 털기처럼 지워진다면, 당신의 기억은 살아남아야 할까? 분명히 그렇다 - 적어도 인공적으로 동면에 들어간 생쥐라면 그렇다. Science지에 발표된 새로운 연구는 기억이 시냅스의 대량 파괴를 견뎌낼 수 있음을 시사한다. 타노스도 분노할 일이다.

신경과학의 통설은 학습이 물리적으로 뉴런 사이의 연결을 강화하고 확장시키며, 이러한 변화가 기억을 구성한다는 것이다. 문제는 이러한 연결이 가소성, 즉 끊임없이 변한다는 점이다. 일본 오키나와 과학기술대학원대학의 신경과학자 카즈마사 타나카는 "1일차의 연결 배열을 4~5일차의 배열과 비교하면 매우, 매우 다릅니다"라고 말한다. 수년간 지속되는 기억이 며칠마다 변하는 하드웨어에 어떻게 앉아 있을 수 있는지 알아보기 위해, 타나카 팀은 변화를 좀 더 극적으로 만들기로 했다. 그들은 생쥐에 동면 유사 상태를 유도하여 시냅스의 절반 이상을 사실상 지워버렸다. 그러나 생쥐는 분명히 기억을 유지했다. 당연히 그랬겠지.

동면은 보통 다람쥐, 햄스터, 곰의 전유물이지만, 이를 유발하는 신경 회로는 포유류 전체에 보존되어 있다 - 야생에서 결코 동면하지 않는 생쥐 같은 종에서도 말이다. 2020년 6월, 츠쿠바 대학의 신경과학자이자 타나카 연구의 공동 연구자인 사쿠라이 타케시가 이끄는 팀은 시상하부의 Q 뉴런이라는 집단을 자극하여 이 회로를 인공적으로 활성화하는 기술을 개발했다. 그 결과는 QIH(Q-뉴런 유도 저체온 및 저대사)라고 불리는 상태이다.

"우리의 프로토콜로 생쥐의 체온을 약 20°C까지 낮출 수 있고, 심박수와 호흡수도 크게 감소합니다"라고 타나카는 설명한다. 이것이 진짜 동면인지 여부는 기준점에 달려 있다: 곰은 대사 요구를 줄이지만 체온을 약 36~37°C로 유지하는 반면, 일부 다람쥐는 체온이 빙점에 가까워지는 초심도 동면에 들어간다. "인공 동면은 그 스펙트럼의 중간쯤에 있습니다"라고 타나카는 말한다.

QIH의 가장 중요한 점은 원할 때 켜고 끌 수 있다는 것이다. 타나카의 실험에서 생쥐는 동면 유사 상태에서 48시간을 보낸 후 깨어났다. 그들의 시냅스에게 그 48시간은 타노스의 스냅과 같았다.

시냅스의 학살을 측정하기 위해 타나카 팀은 자유롭게 움직이는 생쥐의 해마에 테트로드(가는 전극 다발)를 이식하여 개별 뉴런의 발화를 기록할 수 있게 했다. 그들은 동면이 시작되면 활동이 약 70% 감소한다는 것을 발견했다. 또한 뇌 조직은 동면 전, 중, 후에 직렬 블록-페이스 주사 전자 현미경으로 이미징되었다. 동면은 시냅스의 절반 이상을 제거하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 원칙적으로 대부분의 기억을 지워야 한다. "기억 흔적이 개별 시냅스의 효능에 있다는 것을 받아들인다면, 시냅스 연결의 절반 이상을 잃으면 당연히 기억이 손상될 것으로 예상됩니다"라고 타나카는 말한다. 그러나 팀은 그러한 손상을 발견하지 못했다.

동면 전에 생쥐는 두 가지 표준 기억 과제를 훈련받았다: 상황적 공포 조건화(상자를 약한 전기 충격과 연관시키기)와 플러스 미로 과제(보상으로 이동하는 법 배우기). 두 과제 모두 해마 의존적이며, 훈련 후 그 영역에 병변을 만들어 기억이 사라지는 것으로 확인되었다. 그러나 QIH를 겪은 생쥐가 깨어났을 때, 그들은 비동면 생쥐만큼 잘 수행했다. "이 두 가지 다른 행동 패러다임에서 기억이 완전히 온전하다는 것을 발견했습니다"라고 타나카는 주장한다.

이 기억의 생존은 또한